绪章绪论

绪论

●0.1绪论

绪论

第一章紫外光谱

分子吸收波长范围在200～400 nm区间的电磁波产生的吸收光谱称为紫外吸收光谱(ultraviolet absorption spectra)，简称紫外光谱(UV)。在有机化合物的结构解析中，紫外光谱主要用于提供分子的芳香结构和共轭体系信息。

●1.1紫外吸收光谱的基本知识

本部分我们将学习紫外光谱的产生原理、紫外吸收光谱表示法及常用术语、紫外光谱的吸收峰位的影响因素等基本知识。

●1.2紫外吸收光谱与分子结构间关系

本部分我们将主要学习非共轭有机化合物、共轭有机化合物的紫外光谱特征。

●1.3紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用

具有发色团的有机化合物，其紫外光谱可提供λmax和εmax这两类重要数据及其变化规律，所以在有机化合物的结构研究中能解决很多问题。本部分我们将学习紫外光谱在有机化合物结构研究中的应用。

第二章红外光谱

红外光是波长在0.76 μm~1000 μm的非可见光波。红外光不能穿透到原子、分子的内部，只能穿透到原子、分子的间隙，会使分子的振动加快、原子间距拉大，即增加热运动能量，所以现代学也称红外线为热。红外线能作用于分子的化学键，而不同基团的化学键在红外光区域上具有不同特征，所以红外光谱可用于化学物质结构的分析与鉴定。

●2.1概述

红外光谱法具有测定范围宽、所需样品量少、提供信息较多，特征性强等优点，因此红外光谱法备受化学家青睐。20世纪70年代后期干涉型傅里叶变换红外光谱仪的投入使用，以及近年来激光红外分光光度计的出现，使得红外光谱技术具有更高的分辨率，从而促进了红外光谱在有机化合物分析和鉴定方面更广的应用。本部分我们主要学习红外光谱的原理、分子化学键的振动与能级以及影响红外光谱吸收峰位的因素等内容。

●2.2红外光谱的重要吸收区段

红外光谱可以分为特征区（4000 cm-1~1333 cm-1）和指纹区（1333 cm-1~400 cm-1）。为了方便对红外光谱的解析，通常又把它分得更细，初步划分为八个重要区段。本部分主要介绍这八个重要的区段及其能够提供的结构信息。

●2.3红外光谱在结构解析中的应用

红外光谱在化合物的结构解析中主要起到判定官能团的作用，在与其他谱学方法相结合的前提下，也可用于化合物结构的推测。此外还可以利用红外光谱鉴别化合物的真伪、确定立体化学结构的构型、鉴定样品纯度和指导分离操作。

第三章核磁共振

核磁共振包括基础知识、氢核磁共振、碳核磁共振以及二维核磁共振。基础知识部分涵盖核磁共振产生的基本原理、产生核磁共振的必要条件以及屏蔽效应影响下核的能级跃迁。氢核磁共振部分介绍氢核化学位移影响因素、氢核积分数目、氢核自旋偶合及偶合常数的相关知识；碳核磁共振部分介绍碳化学位移的影响因素，碳谱类型的相关知识；二维核磁共振涵盖常见的二维核磁共振图谱及其应用。

●3.1核磁共振基础知识

基础知识部分涵盖核磁共振产生的基本原理、产生核磁共振的必要条件以及屏蔽效应影响下核的能级跃迁。

●3.2氢核磁共振

氢核磁共振部分介绍氢核化学位移影响因素、氢核积分数目、氢核自旋偶合及偶合常数的相关知识。

●3.3碳核磁共振

核与1H核一样也是I = 1/2的磁性核，具有磁共振现象，遵循相同的核磁共振基本原理。通过磁共振技术测得的有机化合物核共振信号谱图称为碳谱。碳谱与氢谱一样是有机化合物结构解析的重要手段，但碳谱更具优越性。

●3.4二维核磁共振谱

二维核磁共振谱是近代核磁共振技术发展最快的领域之一，是复杂有机化合物结构鉴定最为有效和准确的研究手段。本部分将主要介绍二维核磁共振谱的基本原理及通过化学键的同核位移相关谱、通过化学键的异核位移相关谱、空间相关谱。

第四章质谱

自1907年，J. Thomson获得第一张质谱图以来，随着相关技术的不断完善，质谱已成为化合物分子量、分子式确定的主要手段，是化合物结构解析的重要方法。已成为有机化学、药物化学、生物化学、石油化学及环境化学等学科领域的重要分析手段之一。

●4.1质谱的基本知识

不同质谱计的工作原理不同，但一般都由进样系统、电离和加速室、质量分析器、检测器、数据处理系统、真空系统等单元组成。仪器主要指标包括质量范围、分辨率、灵敏度、扫描速度等。不同质荷比的离子经质量分析器得以分开，随后被检测，记录下的谱图即为质谱图，亦称质谱。横坐标表示质荷比，纵坐标为信号的强度。

●4.2质谱的电离过程和离子源

电离过程对于质谱分析至关重要。样品进入离子源可以是气体、液体或固体，后两者在离子源中电离前或电离过程中必须气化。离子化的方式有很多，这里仅就常见的几种离子化方式和离子源做简要介绍。

●4.3分子量和分子式的推断

质谱在有机化合物结构解析中发挥着至关重要的作用，能提供非常关键的信息：可进行分子量和分子式的推断，也可根据碎片离子或多级质谱进行结构推断。本节就基于质谱手段进行分子量和分子式的推断做简要介绍。

●4.4离子裂解基本规律和结构解析

质谱除了能推断分子量和分子式，还可根据碎片离子或多级质谱进行结构推断。化合物的结构决定了其在质谱中的碎裂方式，即决定了其产生哪些碎片峰及各碎片峰的强度。如果掌握了质谱裂解规律，就可根据产生的碎片峰信息推断未知化合物的结构。

第五章综合解析

在现阶段，确定简单的小分子有机化合物的平面化学结构常以1H-NMR、-NMR为主体，配合IR、UV、MS等谱学技术来完成。确定复杂的有机化合物的平面化学结构及有机化合物的相对构型、几何异构体等，常需配合2D-NMR技术来完成。

●5.1概述

本部分主要介绍图谱解析过程中需要注意的问题及综合解析中常用的谱学方法及特点。

●5.2综合解析一般过程

各种谱学方法单独用于化合物的结构确定在前面各章中已有叙述，在此，我们仅对通过多种谱学手段相结合的方法进行综合解析加以说明。本节主要论述综合解析方法的原则，在进行结构解析时，应结合实际情况灵活运用各种信息，从而获得正确结论。下面根据各种图谱提供的信息，对结构确定的一般过程进行论述。

●5.3综合解析实例

本节将以实例详细介绍各种波谱学方法在结构解析中的作用。